- Estudo publicado no Royal Society Open Science usa microtomografia de raios X e simulações 3D para entender como a água atravessa o pó de café no espresso, revelando a permeabilidade do material.
- Pesquisadores analisaram dois tipos de café torrado (Ruanda e Colômbia) moídos em 11 calibres diferentes, criando modelos digitais em 3D do pó.
- A fórmula principal foi baseada na equação de Kozeny-Carman, adaptada para levar em conta a porosidade e caminhos internos que se formam no café compactado.
- Na prática, o estudo liga variáveis como tamanho de moagem (R) e porosidade (φ_p) a parâmetros ajustáveis na máquina, como configuração do moedor e força de prensagem.
- O objetivo é oferecer uma ferramenta teórica que ajude baristas e fabricantes a controlar a extração e padronizar resultados, especialmente em máquinas de espresso automatizadas.
A ciência investiga o café perfeito. Um estudo publicado no Royal Society Open Science aplica matemática, microtomografia de raios X e simulações 3D para entender como a água atravessa o pó do espresso. O objetivo é chegar a uma equação que modele a permeabilidade do café.
Os pesquisadores estudaram dois grãos torrados: Ruanda e Colômbia, moídos em 11 granulometrias. Em tubos de plástico, o pó foi escaneado com raio-X para criar modelos digitais 3D das vias de água dentro da pastilha.
A partir desses modelos, houve simulações computacionais do fluxo de água. Os resultados indicam como poros conectados, área superficial e compactação afetam a passagem do líquido pelo café durante a extração.
A base teórica e a nova fórmula
Os dados validaram a aplicação da equação de Kozeny-Carman para meios porosos, ajustada para o café. A fórmula leva em consideração porosidade e área de superfície para estimar a permeabilidade k.
Os pesquisadores propõem uma versão adaptada da equação, com termos que correspondem ao tamanho dos grãos moídos e à porosidade. A ideia é traduzir ajustes de moagem e prensagem em parâmetros matemáticos.
Segundo o estudo, o parâmetro R representa o tamanho residual após a moagem, ajustável no moedor. Já φp descreve a porosidade, influenciada pela compactação durante a prensagem no porta-filtro.
Esses componentes indicam como o ajuste fino de moagem e da pressão no tamper pode impactar a extração. A fórmula busca traduzir essas variáveis em uma previsão de permeabilidade.
Implicações para a indústria
A pesquisa pode orientar baristas e fabricantes de máquinas de espresso na calibração de parâmetros. Embora a matemática seja complexa, a ideia é padronizar condições para obter extração mais estável.
Para além das cafeterias, a equipe sugere aplicações para a criação de máquinas automáticas de café. O modelo pode embasar ajustes de moagem, pressão e contato com o pó.
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